请详细描述PEG修饰金纳米棒的合成过程。
2025-10-10
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PEG修饰金纳米棒的合成过程主要包括金纳米棒的合成和PEG修饰两个核心步骤，具体如下：
一、金纳米棒的合成
金纳米棒的合成通常采用晶种生长法，这是一种合成过程简便、高产量、长短径比可控且表面易于修饰的流行方法。其基本步骤如下：
制备晶种：以氯金酸（HAuCl₄）为原料，使用强还原剂还原金离子，生成小尺寸的金纳米颗粒作为晶种。
生长金纳米棒：在含有氯金酸、表面活性剂（如十六烷基三甲基溴化铵，CTAB）和生长调控剂（如硫酸银）的溶液中，加入晶种溶液。通过调控银离子（Ag⁺）的用量，可以控制金纳米棒的长径比（通常为2-5）。在表面活性剂分子的作用下，晶种颗粒定向生长为一定长径比的金纳米棒。
二、PEG修饰
在合成金纳米棒后，需要对其进行PEG修饰，以提高其生物相容性、稳定性和功能性。PEG修饰的过程如下：
去除多余CTAB：原始合成的金纳米棒表面包裹CTAB双分子层，但CTAB具有细胞毒性且阻碍生物分子偶联。因此，首先需要将金纳米棒溶液以高速（如10,000 rpm）离心，去除多余CTAB，沉淀重悬于水中。
加入PEG修饰剂：将功能化PEG（如带有硫醇基团的PEG-SH，分子量常用2000-5000 Da）加入到金纳米棒溶液中。硫醇基团与金纳米棒表面形成稳定的化学键（Au-S键），从而稳定地附着PEG。通常，PEG的终浓度为1 mM，室温搅拌12小时以确保充分修饰。
去除游离PEG：通过离心去除未反应的游离PEG，沉淀重悬于PBS或水中，得到纯净的PEG修饰金纳米棒。
三、合成过程的注意事项
条件控制：在PEG修饰过程中，需要严格控制条件（如超声处理、温度），以避免金纳米棒聚集。
PEG分子量选择：常用2000-5000 Da的PEG分子进行修饰。分子量过低可能覆盖不全，过高则易导致空间位阻。
PEG密度：需平衡稳定性和功能化效率，通常每nm²金表面接枝2-3条PEG链。
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